{"id":10698,"date":"2014-12-25T11:29:32","date_gmt":"2014-12-25T10:29:32","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=10698"},"modified":"2014-12-25T11:31:16","modified_gmt":"2014-12-25T10:31:16","slug":"ein-weihnachtsgeschenk-von-der-nasa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2014\/12\/25\/ein-weihnachtsgeschenk-von-der-nasa\/","title":{"rendered":"Ein Weihnachtsgeschenk von der NASA"},"content":{"rendered":"<p>Ich habe mir vorgenommen zwischen den Jahren mal wieder einiges zu aktualisieren. den Anfang machte ich mit <a href=\"\/dscovr.shtml\" target=\"_blank\">DSCOVR<\/a>, der Raumsonde die im Januar zum Start ansteht. Der Aufsatz d&uuml;rfte morgen online gehen. Bei der Recherche bin ich auch &uuml;ber etwas gestolpert, das sicher f&uuml;r viele die auch mal Missionen nicht nur zum Mars sehen wollen ein Weihnachtsgeschenk ist: es gibt wieder Bewegung beim Europa Orbiter.<\/p>\n<p>Es gab schon eine &Uuml;berraschung als bei der Genehmigung des letzten NASA Haushaltes das Projekt <a href=\"http:\/\/www.pasadenastarnews.com\/science\/20141210\/nasa-mission-to-jupiters-moon-expected-to-get-funding-from-congress\">100 anstatt der beantragten 15 Millionen Dollar bekam<\/a>, die gr&ouml;&szlig;te Steigerung (zumindest prozentual) aller Programme, aber auch absolut. Ich habe eigentlich gedacht das die Sonde niemals kommt. Der Europa Orbiter wird als Projekt so seit fast zwei Jahrzehnten prognostiziert. Er wird aufgrund der Anforderungen eine Flagship-Mission sein und eine solche leistet sich de NASA nur einmal pro Jahrzehnt. Die letzten drei waren Galileo, Cassini und Curiosity. Der Europa Orbiter wird wie der Titan Orbiter seit Cassini als Nachfolgeprojekt gehandelt und mit dem Beschluss ein zweites mobiles Marslabor zu bauen, scheint seine Zukunft noch unsicherer zu sein, bzw. wenn, dann kommt er noch sp&auml;ter. Es gab nicht wenige Indizien, dass die NASA das Projekt ganz fallen l&auml;sst, auch weil Europa mit <a href=\"http:\/\/sci.esa.int\/juice\/55055-juice-mission-gets-green-light-for-next-stage-of-development\/\">JUICE<\/a> eine &auml;hnliche Mission plant. Man hatte ja schon die Planung von einem echten Orbiter auf eine Vorbeiflugsonde umgestellt &#8211; nur Vorbeifl&uuml;ge macht auch JUICE, nur nicht ganz so viele.<!--more--><\/p>\n<p>Am 23.12 wurde bekannt, dass die NASA in diesem Jahr eine Ausschreibung f&uuml;r Konzepte gab, die Mission entscheidend billiger zu machen. Die Kosten waren schon immer der Knackpunkt. Die NASA hat darauf reagiert indem sie die Mission von einem echten Orbiter auf eine Vorbeiflugsonde umstellte. Das reduziert den Treibstoffbedarf und die Strahlenbelastung. Trotzdem ist es noch eine Multimilliardenmission. Seitens des Senates gab man Bolden schon seit einigen Jahren den Hinweis, dass man die Kosten soweit dr&uuml;cken m&uuml;sste, das eine &#8222;1&#8220; vor dem Komma da steht, also bei 1 bis 2 Milliarden. Bolden meinte mehrfach in Interviews, dass die <a href=\"http:\/\/thespacereview.com\/article\/2483\/1\">NASA das k&ouml;nnte<\/a>, doch selbst die neueste Mission hat ein Preisschild von 2,1 Milliarden Dollar.<\/p>\n<p>Nun versucht die NASA bei der Mission das gleiche wie in der bemannten Raumfahrt. Sie hat eine Ausschreibung gestartet, in der die Industrie die Raumsonde eigenverantwortlich baut und startet. Die NASA ist nur beteiligt durch Lieferung der Experimente und nach dem Start, wenn die Mission durchgef&uuml;hrt wird. Die Industrie liefert die Raumsonde &#8222;schl&uuml;sselfertig&#8220; in den Jupitertransferorbit ab, hat daf&uuml;r aber auch das Kostenrisiko zu tragen. Bei dem COTS Programm funktionierte dieses Konzept sehr gut. Aus den Vorschl&auml;gen der Industrie hat man im Juni drei ausgew&auml;hlt, die mit jeweils 1,1 Millionen Dollar ein detailliertes Konzept ausarbeiten konnten. Mit den 100 Millionen Dollar sollen nun diese Konzepte bis zum Abschluss der Phase A weitergef&uuml;hrt werden und dann eines gew&auml;hlt werden. Gleichzeitig werden damit Vorentwicklungen f&uuml;r Experimente finanziert.<\/p>\n<p>Man wei&szlig; leider sehr wenig &uuml;ber die Randbedingungen. Seitens der NASA gab es nur folgende Angaben:<\/p>\n<ul>\n<li>Nutzlast: &gt;120 kg, Stromverbrauch &gt;80 Watt<\/li>\n<li>Gesamtkosten (Industriepart ohne Experimente und Missionsdurchf&uuml;hrung aber mit Startservices): &lt;1 Milliarde Dollar<\/li>\n<li>Transferphase bis zum Jupiter: maximal 5 Jahre<\/li>\n<li>Betriebszeit in einem Europa-Orbit mindestens 90 Tage, bei Vorbeifl&uuml;gen mindestens 25 in einer Distanz von &lt;3000 km.<\/li>\n<li>Datenvolumen von Jupiter zu einer 70 m Antenne: mindestens 2 Gbit\/Tag<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die NASA hat Vorschl&auml;ge von Lockheed-Martin, Ball Aerospace und SpaceX selektiert. Auch &uuml;ber die gibt es nur wenige Informationen, vorwiegend in Foren, sodass man eine gewisse Skepsis haben soll.<\/p>\n<p>Lockheed Martin will eine Sonde bauen die stark an das letzte NASA Konzept aufbaut. Das verwundert nicht, war LM doch bisher auch an der NASA Planung beteiligt. Die Kostenersparnis kommt hier durch drei Faktoren zustande: Keine Verz&ouml;gerungen und Zusatzarbeit durch Beteiligung von Beh&ouml;rden, Ersatz der <a href=\"http:\/\/spacenews.com\/42588epa-finds-no-show-stoppers-with-radioactive-battery-for-mars-2020\/\">MMRTG<\/a> durch die von LM und dem GSFC fast zu Ende entwickelten <a href=\"http:\/\/www.planetary.org\/blogs\/casey-dreier\/2013\/20131115-nasa-just-cancelled-its-asrg-program.html\">SRG<\/a>, die auf dem Stirling Motor basieren und so viermal weniger Plutonium brauchen (das alleine macht einen Betrag von rund 200 Millionen Dollar aus) und Start mit einer Atlas 401 und drei Vorbeifl&uuml;gen an Venus und erde anstatt zwei wie beim NASA-Referenzdesign.<\/p>\n<p>Ball Aerospace ist deutlich innovativer. Es ersetzt die nukleare Stromversorgung durch einen thermodynamischen Zyklus. Bei diesem nach dem Prinzip des <a href=\"http:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Carnot-Prozess\">Carnot-Zyklus<\/a> verdampft die Sonne ein K&uuml;hlmittel im Brennpunkt eines Parabolspiegels und dieses Gas treibt eine Turbine an welche Strom erzeugt. Dabei wird es verfl&uuml;ssigt und erneut in den Brennpunkt geleitet. Der Wirkungsgrad betr&auml;gt wie bei den SRG 30%. Um bis zum Jupiter zu kommen, wird man aber drei Systeme mit unterschiedlichen Flussmitteln einsetzen m&uuml;ssen: vorgesehen sind Wasser, Freon und Methan. Das ist n&ouml;tig, weil bei Jupiter bis zu -90\u00b0C herrschen und dort nur Methan als Arbeitsmedium in Frage kommt. Das Konzept von Ball Aerospace kommt ohne Fly-Bys aus, stattdessen will man die in Erdn&auml;he reichlich vorhandene &Uuml;berschlussleistung nutzen und Ionenantriebe einzusetzen. Sie bringen die Sonde nicht nur in 4 Jahren zum Jupiter sondern senken auch den Geschwindigkeitsbedarf f&uuml;r das Einschwenken in den Orbit. Die Sonde soll mit einer Falcon Heavy gestartet werden.<\/p>\n<p>Das SpaceX Konzept ist wie zu erwarten, das ungew&ouml;hnlichste. Nachdem die Firma schon ihre <a href=\"http:\/\/www.space.com\/24984-spacex-mars-mission-red-dragon.html\">Dragon als Marssonde<\/a> anpries, hat sie nun auch die Jupitersonde auf diesem Konzept aufgebaut. Die Raumsonde wird eine umgebaute Dragon Kapsel sein. Die Instrumente, die keinen direkten Kontakt zur Au&szlig;enwelt brauchen werden in die Kapsel verfrachtet, so Kameras und Spektrometer die dann durch ein Fenster Jupiter beobachten. Ebenso die gesamte Elektronik. Die Anforderungen hinsichtlich Abschirmung und Thermalhaushalt sinken damit erheblich ab. Die anderen Experimente kommen in den Trunk. Die Stromversorgung geschieht mit zu entwickelnden leichtgewichtigen D&uuml;nnfilm-Solarzellen die wie eine Folie aufgespannt werden und fast 100 m\u00b2 Fl&auml;che belegen sollen.<\/p>\n<p>Nat&uuml;rlich wird die Raumsonde mit einer SpaceX Rakete gestartet, aber nicht mit einer Falcon Heavy. Vielmehr eine noch zu entwickelnde Rakete mit den Treibstoffen Methan\/LOX und dem <a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Raptor_(rocket_engine)\">Raptor Triebwerk<\/a>. Alleine zwei Drittel der Mittel sind f&uuml;r die Entwicklung dieser Tr&auml;gerrakete und den Start vorgesehen. Die letzte Stufe soll angekoppelt bleiben und die Sonde dann auch in den Jupiterorbit bringen. Feinjustagen erfolgen dann mit den Treibstoffvorr&auml;ten der Dragon. Dieses Konzept wird den Jupiter am schnellsten erreichen &#8211; in nur 2 Jahren.<\/p>\n<p>Mehr und was jedes Konzept kostet gibt es nicht von der NASA. Doch alle drei l&auml;gen unter 1 Milliarde Dollar f&uuml;r den Industrieanteil. Damit erh&ouml;ht sich die Chance das der Europa Orbiter endlich kommt. Geplantes Startdatum: vor 2022.<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/vg04.met.vgwort.de\/na\/29601c775b0f4b508d888129e8f0d26b\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"\/><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ich habe mir vorgenommen zwischen den Jahren mal wieder einiges zu aktualisieren. den Anfang machte ich mit DSCOVR, der Raumsonde die im Januar zum Start ansteht. Der Aufsatz d&uuml;rfte morgen online gehen. 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